Обичайният начин за охмеляване на пивната мъст с използването на натурален хмел под формата на хмелови шишарки е доста неефективен поради големите загуби на горчиви и ароматични вещества. Известно е, че тези горчиви вещества имат слаба разтворимост и поради тази причина с хмеловите трици се изхвърлят приблизително около 20% от тях и около 60% се отделят вследствие на охлаждането на пивната мъст и попадането им в дрождената утайка след края на ферментацията. Това означава че в крайна сметка в пивната мъст реално преминават едва около 20% от горчивите вещества на хмела. Естествено, неправилното съхранение на хмела също може да доведе до натрупване на загуби на горчиви вещества.
Тъй като съвременната пивоварна индустрия, а и не само тя се характеризира с особено изразена тенденция към подобряване на икономическите си показатели и ефективност, то и проблемът с пълноценното оползотворяване на хмела е поставен на доста високо ниво. С тази цел се осъществяват множество проучвания и разработки на различни типове продукти – хмелови гранулати и екстракт.
Хмелов гранулат
Обикновено понятието хмелов гранулат се използва за продукти, получени чрез физическо обработване на хмела, а хмелов екстракт - за продукти, получени чрез екстракция. И при двата случая целта е да се повиши концентрацията на хмеловите горчиви и други ценни вещества в крайния продукт. Използването на хмелови гранулати и екстракти в съвременното пивопроизводство има редица предимства:
- По-малка маса и обем на хмеловите продукти в сравнение с натуралния хмел.
- Намалена необходимост от площи за съхранение.
- При хмеловите гранулати се наблюдават по-малко загуби на горчиви вещества при съхранение, а при хмеловите екстракти дори няма такива загуби.
- Създават възможност за много по-точно дозиране.
- Използваемостта на хмеловите горчиви вещества е по-добра, поради по-пълното им разтваряне и изомеризиране. Това води и до икономия на хмел.
Основен недостатък на всички хмелови продукти е завишената цена за всяка една горчива единица.
Принципно, най-широко използваните продукти в пивоварните са хмеловите гранулати. Производството им се основава на смилането на изсушени хмелови шишарки и формирането на гранули от получените фини хмелови частици. В зависимост от приложената технология при получаването им, гранулатите могат да бъдат разделени като:
- Хмелов гранулат Тип 90
- Хмелов гранулат Тип 45
- Изомеризиран хмелов гранулат
Хмеловият гранулат Тип 90 почти не се различава по състав от натуралния хмел. Основната разлика се състои в по-ниското влагосъдържание, което намалява в резултат на смилането на хмеловите шишарки при производството на гранулата. В крайна сметка от 100 kg хмел се получават около 90 kg хмелов гранулат Тип 90.
При хмеловия гранулат Тип 45, от 100 kg хмел се получава 45 kg хмелов гранулат Тип 45. Хмелът се суши до влагосъдържание около 8 ÷ 10% след отделянето на примесите и хомогенизирането му. Така изсушеният хмел се замразява при температура около - 35°С. При този тип гранулат трябва да се отделят лупулиновите зрънца от дръжките и листенцата на хмеловата шишарка. Това отделяне е възможно чрез многократно смилане и пресяване на отделните фракции, докато се постигне почти пълното им отделяне. След получаване на гранулата, той задължително се опакова в атмосфера от инертен газ.
Изомеризираният хмелов гранулат се произвежда основно по схемата за хмелов гранулат Тип 90, въпреки че е възможно прилагането и на дълбоко замразяване преди смилането и частичното отделяне на хмеловите листенца. Технологията за получаване на този тип изомеризиран хмелов гранулат основно се отличава с прибавянето на 1 ÷ 2 % магнезиев окис преди гранулиране и задържане на хмеловия гранулат в изолирано помещение при температура 50°С. При тази температура хмеловият гранулат престоява около 10 ÷ 14 дни, докато 95 % от α-горчивите киселини изомеризират до изо-α-горчиви киселини. При завършване на изомеризацията хмеловият екстракт се охлажда и се съхранява.
Хмелов екстракт
Получаването на хмелов екстракт се основава на екстракцията на хмела с различни видове органични разтворители. Като такива се прилагат предимно: хексан, етилов алкохол и въглероден диоксид. Хмеловите шишарки предварително се раздробяват, с което се цели да се постигне оптималното им разкъсване, но без да се стига до силно разтрошаване. След това в различни типове инсталации полученият продукт се подлага на многократна екстракция до почти пълното изтощаване на хмеловите трици. Продължителността и температурата приложени при екстракцията зависят основно от вида на използвания органичен разтворител. Също така, в зависимост от него и приложения технологичен режим може да се променя и съотношението между фракциите горчиви вещества, като хмеловите ароматични вещества се екстрахират в различна степен. В крайна сметка, имайки предвид използвания сорт хмел и приложена технология, е възможно да се екстрахират около 90 ÷ 95% от хмеловите горчиви вещества. Получените хмелови екстракти могат да съдържат приблизително около 25% до 55 % α-горчиви киселини и между 10 и 30% β-горчиви киселини. Ароматни вещества в тях са по-малко от 10%.
Широко застъпено е производството и на изомеризиран хмелов екстракт. Тук е задължително използването на катализатор, способстващ изомеризирането на α-горчивите киселини до изо-α-горчиви киселини. Този тип екстракт се отличава с голяма чистота и с възможност за дозиране в охладена пивна мъст преди ферментация и преди филтриране на пивото. Това основно се дължи на факта, че изомеризирания хмелов екстракт не съдържа неразтворими хмелови вещества.
Крайните продукти се опаковат предимно в метални херметизирани кутии, като по този начин екстрактите са много по-устойчиви на окисление от натуралния хмел, а в сравнение с него имат и много по-голяма трайност.
Като цяло хмеловите екстракти се отличават с много висока степен на използваемост на горчивите вещества и редица други предимства за пивопроизводството, но все пак не се препоръчват за повече от 50% замяна на хмела.